CN1426632A - 频率变换电路及通信装置 - Google Patents

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Abstract

构成无线通信装置的频率变换电路30，用本机振荡器32对由来自基准振荡器31的基准振荡波所调制的信号进行频率变换，它还包括：第一混频器36；切换开关35；第二混频器33。第一混频器36混合来自基准振荡器31的基准振荡波及来自上述本机振荡器的本机振荡波；切换开关35选择来自第一混频器36的混合波及来自上述本机振荡器32的本机振荡波中其中一个；第二混频器33混合基准振荡波所调制的信号和来自切换开关35的输出信号。根据这样的结构，可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频率移动的应答时间的同时，能够扩大频率的频带。

Description

频率变换电路及通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统等中，采用基准振荡器和本机振荡器进行频率变换的频率变换电路及采用该频率变换电路的通信装置。
背景技术
图10是表示第一传统例的无线通信装置的电气结构方框图。该无线通信装置包括：输出特定频率的基准振荡波的基准振荡器1；振荡频率可变的本机振荡器2；发送用混频器3；正交调制I分量、Q分量的基带信号的正交调制器5；用于无线收发的天线6；接收用混频器7；以及进行基带(BB)的收发信号相关的各种信号处理的信号处理电路8等。另外，上述的本机振荡器2及混频器3、7构成频率变换电路。
该无线通信装置中进行信号发送时，首先，在信号处理电路8中生成发送用的基带信号(I分量、Q分量)，生成的基带信号用基准振荡器1输出的基准振荡波进行正交调制。正交调制的信号经由带通滤波器(BPF)及放大器(AMP)输入混频器3，用本机振荡器2输出的本机振荡波上变频成可无线传输的高频。上变频的信号再经由带通滤波器、放大器、低通滤波器(LPF)及双工器，由天线6无线发送。
接收信号时，到达天线6的信号经由双工器、带通滤波器、低噪音放大器(LNA)及带通滤波器输入混频器7。来自本机振荡器2的本机振荡波也输入混频器7，接收信号下变频成基带信号(I分量、Q分量)。下变频的信号经由低通滤波器、基带放大器(BB-AMP)发送到信号处理电路8。
这样，图10的无线通信装置中，用基准振荡器1和频率变换电路(包含本机振荡器2)生成无线传输用信号，用包含本机振荡器2的频率变换电路从无线电信号生成接收用基带信号。
第一传统例中，为了扩大频率范围，必须扩大本机振荡器本身的频率可变范围。但是，本机振荡器的频率可变范围与输出信号的C/N劣化等有折衷的关系，扩大频率可变范围会导致信号纯度的劣化。而且，如果用单个本机振荡器扩大频率可变范围，用以偏移振荡频率的响应时间变长，特别是在从最小频移到最大频率时或从最大频移到最小频率时。从而，为了确保某种程度的信号纯度和振荡频移的响应时间，限制了频率的可变范围。
图11是构成第二传统例的频率变换电路的方框图。第二传统例的无线通信装置也采用与图10大致相同的结构，其不同点仅仅在于频率变换电路的结构。即，频率变换电路包括：振荡频率可变的本机振荡器2a、2b；发送用混频器3；以及切换开关4。切换开关4选择本机振荡器2a、2b的任何一个输出输出到混频器3。第二传统例中，采用基准振荡器1和频率变换电路(包含本机振荡器2a、2b)生成无线传输用信号。
第二传统例中，虽然可以通过使用两个本机振荡器确保各个振荡频移的响应时间，但是由于必须增加新的本机振荡器，有部件增加及电路规模扩大的问题。
发明的公开
本发明的目的在于提供不增加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带的频率变换电路及通信装置。
本发明是用本机振荡器对由来自基准振荡器的基准振荡波所调制的信号进行频率变换的频率变换电路，其特征在于包括：
混合来自上述基准振荡器的基准振荡波及来自上述本机振荡器的本机振荡波的第一混频器；选择来自该第一混频器的混合波及来自上述本机振荡器的本机振荡波中其中一个的开关；混合基准振荡波所调制的信号和上述开关所选择的信号的第二混频器。
根据本发明，信号调制用的基准振荡器被挪用于频率变换，因而不必追加新的本机振荡器。另外，由于用开关选择基准振荡器及本机振荡器产生的混合波和本机振荡器单独的本机振荡波来进行频率变换，因而可以在不扩大本机振荡器本身频率可变范围的情况下扩大频带、且不会损害信号纯度。而且，由于用开关进行频率的切换，因而不会增加频移的响应时间。
另外，本发明的特征在于包括配置于上述第一混频器的后级、用以消除第一混频器产生的寄生信号的带通滤波器。
根据本发明，由于可以消除第一混频器中基准振荡波和本机振荡波混合时产生的寄生信号，因而能够防止信号纯度的降低。
另外，本发明的特征在于还包括插入于上述基准振荡器和第一混频器之间、对基准振荡波分频的分频器。
根据本发明，通过设置对基准振荡波分频的分频器，可以对应于其他的频率可变范围。
本发明的特征在于上述分频器是分频比可变的可变分频器。
根据本发明，通过使分频器的分频比可变，能够改变频率可变范围。
另外，本发明的特征在于还包括配置于上述分频器的后级、用以消除分频器产生的寄生信号的带通滤波器。
根据本发明，由于可以消除分频器中对基准振荡波分频时产生的寄生信号，因而能够防止信号纯度的降低。
另外，本发明的特征在于还包括插入于上述基准振荡器和第一混频器之间、用以倍增基准振荡波的倍增器。
根据本发明，通过设置倍增基准振荡波的倍增器，可以对应于其他的频率可变范围。
另外，本发明的特征在于还包括配置于上述倍增器的后级、用以消除倍增器产生的寄生信号的带通滤波器。
根据本发明，由于可以消除倍增器中倍增基准振荡波时产生的寄生信号，因而能够防止信号纯度的降低。
另外，本发明是包含有用本机振荡器对由来自基准振荡器的基准振荡波所调制的信号进行上变频的频率变换电路，并将该频率变换电路频率变换的信号发送到外部的通信装置，
其特征在于，上述频率变换电路包括：
混合来自上述基准振荡器的基准振荡波及来自上述本机振荡器的本机振荡波的第一混频器；选择来自该第一混频器的混合波及来自上述本机振荡器的本机振荡波中其中一个的开关；混合基准振荡波所调制的信号和上述开关所选择的信号的第二混频器。
根据本发明，与上述频率变换电路一样，不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
另外，本发明的特征在于上述频率变换电路还包括混合从外部接收的信号和上述开关的输出并进行下变频的第三混频器。
根据本发明，将用于发送信号的频率变换的频率变换电路与接收侧共用，从而不必设置接收专用的基准振荡器和本机振荡器，能够简化通信装置的结构。
附图说明
图1是表示第一实施例的无线通信装置的电气结构方框图。
图2是构成第二实施例的频率变换电路的方框图。
图3是构成第三实施例的频率变换电路的方框图。
图4是构成第四实施例的频率变换电路的方框图。
图5是构成第五实施例的频率变换电路的方框图。
图6是构成第六实施例的频率变换电路的方框图。
图7是构成第七实施例的频率变换电路的方框图。
图8是构成第八实施例的频率变换电路的方框图。
图9是构成第九实施例的频率变换电路的方框图。
图10是表示第一传统例的无线通信装置的电气结构方框图。
图11是构成第二传统例的频率变换电路的方框图。发明的最佳实施例
以下根据图说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1是第一实施例的无线通信装置的电气结构方框图。该无线通信装置包括：正交调制器10；带通滤波器(BPF)11、13、18、20；放大器12、14；低通滤波器(LPF)15、22；天线16；双工器17；低噪音放大器(LNA)19；基带放大器(BB-AMP)23；信号处理电路24；以及频率变换电路30。
正交调制器10混合基准振荡器31的基准振荡波和信号处理电路24送来的基带信号(I分量、Q分量)并进行正交调制。带通滤波器(BPF)11消除正交调制器10正交调制时产生的无用波。放大器12放大通过带通滤波器11的信号。带通滤波器13消除用混频器33混合放大器12放大的信号和切换开关35(后述)选择的本机振荡波并变换成高频信号时产生的无用波。放大器14放大通过带通滤波器13的信号。低通滤波器15消除用放大器14放大信号时产生的高次谐波分量。
双工器17是为了在收发时共用单个天线16的滤波器，防止其他通信路径的信号侵入发送线路及接收线路，由只让发送频带通过的发送滤波器(BPF)和只让接收频带通过的接收滤波器(BPF)的组合构成。
带通滤波器18从来自天线16的接收信号消除接收频带以外的信号。低噪音放大器19放大通过带通滤波器18的信号。带通滤波器20消除用低噪音放大器19放大信号时产生的无用波(包含高次谐波)。低通滤波器22消除混频器34中产生的无用高次谐波。基带放大器23放大通过低通滤波器22的基带信号。
信号处理电路24是进行与基带信号收发相关的各种信号处理的电路。
该无线通信装置中进行信号发送时，首先，在信号处理电路24中生成发送用的基带信号(I分量、Q分量)，生成的基带信号用基准振荡器31输出的基准振荡波进行正交调制。正交调制的信号依次通过带通滤波器11及放大器12输入混频器33。来自放大器12的信号和来自本机振荡器32的本机振荡波在混频器33中混合，并上变频成可无线传输的高频。上变频的信号再依次通过带通滤波器13、放大器14、低通滤波器15及双工器17，由天线16无线发送。
另一方面，接收信号时，天线16接收的信号依次通过双工器17、带通滤波器18、低噪音放大器19及带通滤波器20输入混频器34。来自带通滤波器20的信号和来自本机振荡器32的本机振荡波在混频器34中混合，下变频成基带信号(I分量、Q分量)。下变频的信号依次通过低通滤波器22、基带放大器23发送到信号处理电路24。
以下说明频率变换电路30。频率变换电路30是将正交调制器10调制的信号上变频成可无线传输的高频且将接收的无线电信号下变频成基带信号的电路，它包括：基准振荡器31；本机振荡器32；混频器33、34、36；切换开关35；以及分频器37。
基准振荡器31是输出信号的频率为某固定频率的本机振荡器，例如以fIF＝360MHz的频率输出信号。本机振荡器32是振荡频率可变的本机振荡器，以fLO1＝1750～1810MHz输出信号。这些本机振荡器用PLL(锁相环)电路构成。混频器33(第二混频器)混合来自放大器12的信号和来自切换开关35的信号。混频器34(第三混频器)混合通过带通滤波器20的接收信号和由切换开关35选择的信号。切换开关35是选择来自本机振荡器32和混频器36中的任何一个信号并输入混频器33及混频器34的开关。混频器36(第一混频器)混合来自基准振荡器31并经由分频器37输出的信号和来自本机振荡器32的信号。分频器37插入于基准振荡器31和混频器36之间，将基准振荡器31的振荡频率分频成固定分频比的1/6的信号并输出。
该频率变换电路30中，本机振荡器32直接输出的振荡波的频率fLO1＝1750～1810MHz变成第一本机振荡频率。另外，基准振荡器31的基准频率fIF＝360MHz通过分频器37分频成1/6的60MHz、并与本机振荡器32的振荡频率fLO1＝1750～1810MHz混合的频率1810～1870MHz变成第二本机振荡频率。第一、第二本机振荡频率的任何一个通过切换开关35进行选择。从而，即使本机振荡器32的频率可变范围在1750～1810MHz内，与整个频率变换电路30对应的频率范围可以在1750～1870MHz内。
这样，在第一实施例中，信号调制用的基准振荡器31被挪用于频率变换，因而不必追加本机振荡器32以外的其他新的本机振荡器。另外，由于用切换开关35选择基准振荡器31及本机振荡器32产生的混合波和本机振荡器32单独的本机振荡波来进行频率变换，因而可以在不扩大本机振荡器32的频率可变范围的情况下扩大频带、且不会损害信号纯度。而且，由于用切换开关35进行频率的切换，可以迅速进行频移。另外，由于本机振荡器32的频率设定和切换开关35的切换动作同时进行，因而可以更迅速地进行频移。
另外，该实施例中设置了LPF15及BPF18，但是如果双工器17能够发挥充分的性能时，即，能够从发送信号消除发送频率以外的信号、从接收信号消除接收频率以外的信号时，可以省略LPF15及BPF18。
以下说明第二～第九实施例，其中的任何一个实施例是除了频率变换电路以外、具有与第一实施例相同结构的无线通信装置。因而仅仅说明频率变换电路而省略其他部分的说明。另外，第二～第九实施例的任何一个都具有混合来自切换开关35的信号和接收信号的混频器34，因而在图2～图9中作了省略。
(第二实施例)
图2是构成第二实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路42中，取代频率变换电路30(图1)的分频器37而设置倍增器52。倍增器52插入基准振荡器31和混频器36之间，以固定倍增比M倍增基准振荡器31的振荡频率。从而，可以对应于与频率变换电路30(图1)的频率可变范围1750～1870MHz不同的频率可变范围。
另外，由于倍增器以外的结构与频率变换电路30(图1)相同，因而与第一实施例一样，第二实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
(第三实施例)
图3是构成第三实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路43在频率变换电路30(图1)的分频器37和混频器36之间插入了带通滤波器53。带通滤波器53用以消除分频器37中对基准振荡波分频时产生的寄生信号。这样，由于分频器37产生的寄生信号在其后立刻被消除，在混频器36以后不会残留无用的寄生信号，因而可以确保良好的信号纯度。
并且，由于追加设置的带通滤波器53以外的结构与频率变换电路30(图1)相同，因而与第一实施例一样，第三实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
另外，该实施例中采用了带通滤波器53，但是在几乎不产生比分频器37分频后的频率低的频率信号的情况下也可以取代带通滤波器53而采用低通滤波器。
(第四实施例)
图4是构成第四实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路44在频率变换电路30(图1)的分频器36和切换开关35之间插入了带通滤波器54。带通滤波器54用以消除来自分频器37的信号和来自本机振荡器32的信号在混频器36中混合时产生的寄生信号。这样，由于分频器36产生的寄生信号在其后立刻被消除，在切换开关35以后不会残留无用的寄生信号，因而可以确保良好的信号纯度。
由于追加设置的带通滤波器54以外的结构与频率变换电路30(图1)相同，因而与第一实施例一样，第四实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
(第五实施例)
图5是构成第五实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路45在频率变换电路30(图1)中同时设置带通滤波器53(图3)和带通滤波器54(图4)。即，通过在分频器37和混频器36之间插入了带通滤波器53，消除分频器37产生的寄生信号，通过在分频器36和切换开关35之间插入带通滤波器54，消除在混频器36中产生的寄生信号。这样，由于分频器37产生的寄生信号在其后立刻被消除，在混频器36以后不会残留无用的寄生信号，而且由于分频器36产生的寄生信号在其后立刻被消除，在切换开关35以后不会残留无用的寄生信号，因而可以确保良好的信号纯度。
并且，由于追加设置的带通滤波器53、54以外的结构与频率变换电路30(图1)相同，因而与第一实施例一样，第五实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
(第六实施例)
图6是构成第六实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路46中，取代频率变换电路30(图1)的分频器37而设置可变分频器56。分频器37的分频比固定为(1/6)，而可变分频器56的分频比则可变。通过使该可变分频器56的分频比可变，可以进一步扩大频率可变范围。
另外，由于可变分频器56以外的结构与频率变换电路30(图1)相同，因而与第一实施例一样，第六实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
(第七实施例)
图7是构成第七实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路47在频率变换电路42(图2)的倍增器52和混频器36之间插入了带通滤波器57。带通滤波器57用以消除用倍增器52倍增基准振荡波时产生的寄生信号。这样，由于倍增器52产生的寄生信号在其后立刻被消除，在混频器36以后不会残留无用的寄生信号，因而可以确保良好的信号纯度。
由于追加设置的带通滤波器57以外的结构与频率变换电路42(图2)相同，因而与第二实施例一样，第七实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
另外，该实施例中采用了带通滤波器57，但是在几乎不产生比倍增器倍增后的频率低的频率信号的情况下也可以取代带通滤波器57而采用低通滤波器。
(第八实施例)
图8是构成第八实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路48在频率变换电路42(图2)的混频器36和切换开关35之间插入了带通滤波器58。带通滤波器58用以消除来自倍增器52的信号和来自本机振荡器32的本机振荡波在混频器36中混合时产生的寄生信号。这样，由于混频器36产生的寄生信号在其后立刻被消除，在切换开关35以后不会残留无用的寄生信号，因而可以确保良好的信号纯度。
由于追加设置的带通滤波器58以外的结构与频率变换电路42(图2)相同，因而与第二实施例一样，第八实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
(第九实施例)
图9是构成第九实施例的频率变换电路的方框图。频率变换电路49在频率变换电路42(图2)中同时设置带通滤波器57(图7)和带通滤波器58(图8)。即，通过在倍增器52和混频器36之间插入了带通滤波器57，消除倍增器52产生的寄生信号，通过在分频器36和切换开关35之间插入带通滤波器58，消除在混频器36中产生的寄生信号。这样，由于倍增器52产生的寄生信号在其后立刻被消除，在混频器36以后不会残留无用的寄生信号，而且由于分频器36产生的寄生信号在其后立刻被消除，在切换开关35以后不会残留无用的寄生信号，因而可以确保良好的信号纯度。
另外，由于追加设置的带通滤波器57、58以外的结构与频率变换电路42(图2)相同，因而与第二实施例一样，第九实施例也可以不追加新的本机振荡器，在确保信号纯度和振荡频移的响应时间的同时，能够扩大可变频率的频带。
工业上利用的可能性
如上所述的本发明的频率变换电路及通信装置可以适用于CDMA系统等的无线通信系统、无线基站装置以及无线终端装置。

Claims (9)

1.一种频率变换电路，它是用本机振荡器对由来自基准振荡器的基准振荡波所调制的信号进行频率变换的频率变换电路，其特征在于包括：
混合来自所述基准振荡器的基准振荡波及来自所述本机振荡器的本机振荡波的第一混频器；选择来自该第一混频器的混合波及来自所述本机振荡器的本机振荡波中其中一个的开关；混合基准振荡波所调制的信号和所述开关所选择的信号的第二混频器。
2.如权利要求1所述的频率变换电路，其特征在于包括配置于所述第一混频器的后级、用以消除第一混频器产生的寄生信号的带通滤波器。
3.如权利要求1或2所述的频率变换电路，其特征在于还包括插入于所述基准振荡器和第一混频器之间、对基准振荡波分频的分频器。
4.如权利要求3所述的频率变换电路，其特征在于所述分频器是分频比可变的可变分频器。
5.如权利要求3所述的频率变换电路，其特征在于还包括配置于所述分频器的后级、用以消除分频器产生的寄生信号的带通滤波器。
6.如权利要求1或2所述的频率变换电路，其特征在于还包括插入于所述基准振荡器和第一混频器之间、用以倍增基准振荡波的倍增器。
7.如权利要求6所述的频率变换电路，其特征在于还包括配置于所述倍增器的后级、用以消除倍增器产生的寄生信号的带通滤波器。
8.一种通信装置，它是包含有用本机振荡器对由来自基准振荡器的基准振荡波所调制的信号进行上变频的频率变换电路、并将该频率变换电路频率变换的信号发送到外部的通信装置，其特征在于，所述频率变换电路包括：
混合来自所述基准振荡器的基准振荡波及来自所述本机振荡器的本机振荡波的第一混频器；选择来自该第一混频器的混合波及来自所述本机振荡器的本机振荡波中其中一个的开关；混合基准振荡波所调制的信号和所述开关所选择的信号的第二混频器。
9.如权利要求8所述的通信装置，其特征在于所述频率变换电路还包括混合从外部接收的信号和所述开关的输出并进行下变频的第三混频器。
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